Расчёт технологической схемы котельной
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
кПаp28p28200…300Реглам.48ЭнтальпиякДж/(кгС)h 28h 28f(t28р28)Зависим.Связь 29 - в подающую магистраль - вода49Расходкг/сG29G29-Управл.50ТемператураСt29t2950…130Зависим.51ДавлениекПаp29p29490…540Реглам.52ЭнтальпиякДж/(кгС)h 29h 29f(t29р29)Зависим.Связь 33 - к потребителю горячей воды - вода53Расходкг/сG33G3316,3 Зависим.54ТемператураСt33t3360Зависим.55ДавлениекПаp33p33200…500Реглам.56ЭнтальпиякДж/(кгС)h 33h 33f(t33,р33)Зависим.Связь 37 - холодная вода57Расходкг/сG37G3716,3…50Зависим.58ТемператураСt37t3710Зависим.59ДавлениекПаp37p37200…500Реглам.60ЭнтальпиякДж/(кгС)h 37h 37f(t37,р37)Зависим.Связь 49 -тепло, подаваемое потребителям 61ТеплотакДж/кгQ49Q490…34000Зависим.Связь 50 -тепло, подаваемое потребителям 62ТеплотакДж/кгQ50Q500…34000Зависим.Связь 101 - в блок V - вода63Расходкг/сG101G101- Зависим.64ТемператураСt101100…150Зависим.65ДавлениекПаp101590…784Реглам.66ЭнтальпиякДж/(кгС)h 101h 101f(t101,р101)Зависим.Связь 103 - в блок VII - вода 67Расходкг/сG103G103- Зависим.68ТемператураСt103100…150Зависим.69ДавлениекПаp103590…784Реглам.70ЭнтальпиякДж/(кгС)h 103h 103f(t103,р103)Зависим.Связь 104 - в блок XVII - вода71Расходкг/сG104G104- Зависим.72ТемператураСt104100…150Зависим.73ДавлениекПаp104590…784Реглам.74ЭнтальпиякДж/(кгС)h 104h 104f(t104,р104)Зависим.Связь 78 - вода от подогревателей химочищенной воды75РасходкДж/кгQ78Q780…34000Зависим.
Для решения системы балансовых уравнений, рассмотрим сокращенную систему балансовых уравнений, состоящую из уравнений материального и энергетического балансов:
;
;
;
;
; (2.2.23)
;
;
;
;
;
Исключим из системы уравнения материального баланса, в которые входят два члена и из каждого уравнения исключим одну переменную:
26 - G9 = 0, G26 = G9 ??G9.
Проанализировав граф (рис. 2.2.1), заменим энтальпии в точках разделения, так как температуры входящих выходящих потоков данных точек одинаковы.
h9 = h101 = h103 = h16 = h104 = h19 ??h9;23 = h27 = h13 = h25 ??h23;
С учетом последних равенств система примет вид:
1)
)
)
) ;
) ;
)
) ;
) ; (2.2.24)
) ;
)
) ;
)
) ;
)
) ;
)
)
Система включает в себя 17 уравнений. Рассмотрим переменные, входящие в систему уравнений:
Коэффициент потерь теплоносителя в тепловой сети , (n1=2).
. Расход: (n2=17).
. Энтальпия: (n3=10).
. Энергия (n=2).
Система содержит 31 переменных. Определим степень свободы системы балансовых уравнений с помощью формулы [1]:
= Nп - Nу, (2.2.25)
где Nп - число всех переменных;у - число уравнений, входящих в систему;
= 31 - 17 = 14.
Все переменные делятся на зависимые (состав и количество параметров состояния системы) и независимые, определяющие состояние системы.
Зададимся независимыми параметрами:
1.Коэффициент потерь теплоносителя в тепловой сети , : область изменения: 0 < < 0,1.
.Расходы:
a)расход воды через котёл G9 (исходя из технологических соображений, см. пункт 5.1);
b)расход воды горячее водоснабжение G33 (исходя из технологических соображений, см. пункт 1);)расход воды в подающие магистрали тепловых сетей G29, G11 (так как применено качественное регулирование тепловой нагрузки у потребителя см. пункт 1).
3.Энтальпии:
a)энтальпия сетевой воды на входе и выходе из котельной h11, h12, h28, h29 (исходя из технологических соображений по температурному графику, см. пункт 1);
b)энтальпия горячей воды на выходе из котельной h33 (исходя из технологических соображений, см. пункт 1);)энтальпия холодной воды на входе в котельную h37 (исходя из технологических соображений, см. пункт 1);)энтальпия воды на входе в котёл h26 (исходя из технологических соображений, см. пункт 5.1);)энтальпия воды из блока горячего водоснабжения и водоподготовки h17 (исходя из технологических соображений, см. c)).
Составим сокращенную матрицу функциональных связей (табл.2.2.8). Обозначим каждую переменную через x.
Таблица 2.2.8. Упрощённая матрица функциональных связей
№ уравненияНахождение параметра связи1234567891011121314151617Обозначение параметров связиG28Q50Q49G12G13G16G17G19G23G25G27G37G101G103G104h9h231h911+2G10111+3G131+114G10311+5G23111+6h231111+7G2511+18G19+19G271+110G10411+1111Q501+12G28+113Q49+114G121+15G16+1116G171+1117G3711+
2.3Разработка математической модели для блока L
Описание технологической схемы блока L (рис. 2.1.1) произведем с помощью теории графа и также представим саму схему в виде поточного направленного графа (рис. 2.3.1). Вершины представляют собой функциональные элементы системы, а дуги - связи между элементами.
Кодирование графа произведем с помощью матрицы соединения и матрицы типов связи.
Рисунок 2.3.1 - Поточный направленный граф блока L
Таблица 2.3.1
Матрица соединений
ABCDXXXXIII?16000010117000-100-1300-101000310010-1003210000-103300-1000-13400100-10350-1000103601-1000037010000139-1001000106+1000-100107-100-1000
Таблица 2.3.2
Матрица типов связи
Вид энер-гии / № связиводаэнергияпараметры связи1234161017103010311032103310341035103610371039101061010710
Таблица 2.3.3
Матрица смежности
ABCDXXXXIIIA000100B001101C010000D000000XX101000XXIII101000
Таблица 2.3.4
Матрица процессов
№ элемента№ связиA+32 -39 +106 +107 B-30 -35 +36 +37 C+31 -33 +34 -36 D-19 +103-104XX+16 +31 -106 XXIII-32 -34 +35
Таблица 2.3.5
Матрица контуров
№ связи№ контураЧастота связи112816017030031032033034113511361137039010601070
Составляем систему балансовых уравнений для каждого элемента (табл. 2.3.6). Система балансовых уравнений характеризуется числом уравнений, входящих в нее и числом параметров связи, описывающих саму схему.
Таблица 2.3.6
Система балансовых уравнений
Эле-мен